CN112852617A - 一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐及其培养方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐及其培养方法，涉及生物制药领域，包括加热套和控制箱，本发明中所述加热套外壁处固定连接有控制箱，所述加热套内设置有套筒，套筒外壁与加热套内壁为相贴状；所述套筒内侧设置有底座，底座的朝外边沿与套筒的内沿呈连接状；所述底座顶部架设有均分培养装置，均分培养装置包括电机；所述底座内套接有电机，电机上方设置有大桶；所述电机处传动轴与大桶底部呈栓接固定状，通过升降架对大桶内培养基均分至小桶内，使得每个小桶内的培养基能够有充足的氧气供应，以及均匀的温度环境来进行细菌繁殖，从而避免传统罐体培养中，因罐体内培养条件不足，所导致的培养效果差问题。

Description

一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐及其培养方法

技术领域

本发明涉及生物制药领域，尤其涉及一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐及其培养方法。

背景技术

细菌培养是生物医药制作过程中，不可缺失的重要环节，目前在细菌培养这一领域内，大多基于培养罐来进行产业化培养，但基于实际培养效果来看，当大量培养材料堆积至罐体内后，一来因罐体细菌广泛汲取氧气，二外环境氧气补充不足时，罐体内极易出现缺氧现象，其次是靠近罐体侧处培养材料因更加接近热源，进而出现外侧热量大于芯部热量的温度偏差，温度偏差出现后，不同位置处的细菌因受热不同，其培养所需时间同样存在差异。

不同时间条件下，细菌在培养后，产生的药用效果存在差异，目前细菌所用的培养罐，难以对一次培养材料进行分类培养，使用便捷度差，自动化程度低下，难以满足现有使用所需。

遂基于上述培养罐在使用中所存在的使用缺陷，需求一种新型自动化培养罐来解决目前所面临的细菌培养受限问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐及其培养方法，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，包括加热套和控制箱，其特征在于：所述加热套外壁处固定连接有控制箱，所述加热套内设置有套筒，套筒外壁与加热套内壁为相贴状；所述套筒内侧设置有底座，底座的朝外边沿与套筒的内沿呈连接状；

所述底座顶部架设有均分培养装置，均分培养装置包括电机；所述底座内套接有电机，电机上方设置有大桶；所述电机处传动轴与大桶底部呈栓接固定状，所述大桶处柱形外壁以环形分布状等分连接有六个升降架，升降架转动连接至大桶处；所述升降架处朝外端在靠近套筒内壁处连接有小桶，小桶转动连接至升降架处；所述小桶处插接有搅拌组件，搅拌组件与套筒为啮合连接状。

优选的，所述大桶底部以环形分布状等分固定有四个万向轮，万向轮滚动接触至底座的顶端端面处。

优选的，所述套筒处内壁以环形分布状等分连接有若干齿条，所述小桶底端与大桶底端呈水平状态时搅拌组件与套筒处齿条为啮合连接状，所述搅拌组件的直径大于小桶的桶直径。

优选的，所述升降架包括支撑杆、液压件、软管、气动件和矩形框架，所述大桶和小桶之间所形成的夹层内设置有支撑杆，支撑杆两端分别转动连接至大桶和小桶处；所述支撑杆下沿固定有矩形框架，矩形框架内套有软管，软管两端分别贯穿插入至大桶和小桶内；所述矩形框架处一体成型有外伸板，外伸板处设置有气动件，气动件一端嵌入外伸板内，气动件另一端转动连接至小桶处；所述支撑杆上方设置有液压件，液压件一端转动连接至支撑杆处，液压件另一端转动连接至大桶处。

优选的，所述支撑杆在位于小桶处的转动连接位置靠近小桶处顶沿，所述支撑杆在位于大桶处的转动连接位置靠近大桶处底沿，所述气动件在位于小桶处的转动位置低于支撑杆的转动点位，所述软管的插入位置高于小桶高度的中位数值，所述软管的另一插入位置与大桶的桶底相持平。

优选的，所述气动件一端为球头，所述外伸板处贯穿设置有球槽，所述球头嵌入球槽内。

优选的，所述搅拌组件包括搅拌件、套环、环形齿和增流件，所述搅拌件垂向穿插至小桶处桶盖圆心，所述小桶上方设置有环形齿，环形齿套接固定有套环，所述套环内以环形分布状等分插入有若干增流件，增流件相对于套环为外伸状；所述增流件一端插接固定至搅拌件处，所述增流件另一端贯穿环形齿，并外伸于环形齿处齿槽内。

优选的，所述搅拌件包括圆盒，所述桶盖上方设置有圆盒，圆盒处外壁以环形分布状等分贯穿有若干管座，管座内套接增流件的外伸端；所述圆盒处外伸的管道内套接有插管，插管垂向穿插桶盖，并伸入至小桶内；所述插管处柱形壁体贯穿有若干细孔，所述插管底端连接有一字搅拌杆，一字搅拌杆的最外沿相较于小桶的桶壁为间隙状。

优选的，所述增流件包括套管，所述套环内以环形分布状等分插入有若干套管，套管的朝内端插接至搅拌件处，套管的朝外端插接至环形齿内；所述套管内中部位置处设置有阻隔环，阻隔环处外壁与套管内壁为连接状；所述阻隔环内垂向插入有芯杆，芯杆穿插套管，并外伸于环形齿处齿槽内，芯杆的外伸端固定有触头；所述阻隔环将套管内腔体分隔为内腔和外腔，所述内腔内设置有限位环，限位环套接固定至芯杆处，限位环和阻隔环之间设置有弹簧，弹簧套芯杆处；所述外腔内设置有活塞，活塞连接至芯杆的另一端；所述活塞两侧设置有气孔，气孔对称设置于套管处壁体。

一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐的培养方法，其特征在于：所述用于生物医药制品生产的自动化培养罐的培养方法如下：

1)经由升降架进行上移动作，使得小桶提升至大桶上方，随后通过将含有细菌菌株的培养基倾倒至大桶内，进而在升降架进行下移动作中，将大桶内培养基均分倾倒至小桶中；

2)且在小桶内含有重量相一致的培养基时，通过升降架进行上下动作，使得小桶底端与大桶底端呈持平状，且在持平状态下，通过电机驱动大桶进行转动，使得小桶处配置的搅拌组件可相对于套筒进行啮合连接，啮合连接中，加热套传导至套筒处的热量，经由搅拌组件传递至小桶内培养基中，从而在培养过程中，保持桶内温度呈适宜培养的温度区间内；

3)每个小桶，可根据培养所需，设定不同的培养时间，且在培养时间达到设定值时，通过开启对应的小桶，来将小桶内培养基取出；

4)该培养设备，也可在培养后，经由升降架进行上移动作以及翻转动作中，使得小桶内培养基，可在重力作用下，落入至大桶内，进而方便对均匀后的培养基进行汇总集合处理。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过升降架对大桶内培养基均分至小桶内，使得每个小桶内的培养基能够有充足的氧气供应，以及均匀的温度环境来进行细菌繁殖，从而避免传统罐体培养中，因罐体内培养条件不足，所导致的培养效果差问题。

2、本发明中每个小桶可根据培养所需，设定不同的培养时间，且在培养时间达到设定值时，通过开启对应的小桶，取出该时间段下的培养产物，该设置，可在使用中，基于不同培养时间下，细菌产生的药用效果差异现象，对每个小桶内内培养基进行单独处理，且在单独处理下，使得培养基之间呈互不干扰状。

3、本发明通过搅拌组件啮合连接至套筒处，实现搅拌、导热和增流这三个功能，该三个功能的实现，可在细菌培养中，保持桶体内呈相对适宜的培养环境，从而避免因培养所需不足，所导致的菌群繁殖速度慢问题。

附图说明

图1为本发明一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐的俯视结构示意图；

图2为本发明中均分培养装置处于均分送料时的剖面结构示意图；

图3为本发明中均分培养装置处于汇总集料时的剖面结构示意图；

图4为本发明中升降架的结构示意图；

图5为本发明中搅拌组件的俯视结构示意图；

图6为本发明中增流件的剖视结构示意图；

图7为本发明中搅拌件的剖视结构示意图；

附图标记：1、底座；2、控制箱；3、套筒；4、均分培养装置；5、加热套；41、搅拌组件；42、小桶；43、升降架；44、大桶；45、电机；411、搅拌件；412、套环；413、环形齿；414、增流件；4111、管座；4112、一字搅拌杆；4113、圆盒；4114、插管；4141、芯杆；4142、限位环；4143、弹簧；4144、气孔；4145、活塞；4146、阻隔环；4147、套管；4148、触头；431、支撑杆；432、液压件；433、软管；434、气动件；435、矩形框架。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

实施例1

如图1-3所示，一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，包括加热套5和控制箱2，加热套5外壁处固定连接有控制箱2，加热套5内设置有套筒3，套筒3外壁与加热套5内壁为相贴状；套筒3内侧设置有底座1，底座1的朝外边沿与套筒3的内沿呈连接状；

底座1顶部架设有均分培养装置4，均分培养装置4包括电机45；底座1内套接有电机45，电机45上方设置有大桶44；电机45处传动轴与大桶44底部呈栓接固定状，大桶44处柱形外壁以环形分布状等分连接有六个升降架43，升降架43转动连接至大桶44处；升降架43处朝外端在靠近套筒3内壁处连接有小桶42，小桶42转动连接至升降架43处；小桶42处插接有搅拌组件41，搅拌组件41与套筒3为啮合连接状；其中大桶44底部以环形分布状等分固定有四个万向轮，万向轮滚动接触至底座1的顶端端面处；套筒3处内壁以环形分布状等分连接有若干齿条，小桶42底端与大桶44底端呈水平状态时搅拌组件41与套筒3处齿条为啮合连接状，搅拌组件41的直径大于小桶42的桶直径。

本实施例中，经由升降架43进行上移动作，使得小桶42提升至大桶44上方，随后通过将含有细菌菌株的培养基倾倒至大桶44内，进而在升降架43进行下移动作中，经由重力作用下，将大桶44内培养基均分注入至小桶42内；且在小桶42内含有重量相一致的培养基时，通过升降架43进行上下动作，使得小桶42底端与大桶44底端呈持平状，且在持平状态下，通过电机45驱动大桶44进行转动，使得小桶42处配置的搅拌组件41可相对于套筒3进行啮合连接，啮合连接中，加热套5传导至套筒3处的热量，经由搅拌组件41传递至小桶42内培养基中，从而在培养过程中，保持桶内温度呈适宜培养的温度区间内。

本实施例中，每个小桶42，可根据培养所需，设定不同的培养时间，且在培养时间达到设定值时，通过开启对应的小桶42，来将小桶42内培养基取出，该设置，可在使用中，基于不同培养时间下，细菌产生的药用效果差异现象，对每个小桶内42内培养基进行单独处理，且在单独处理下，保持培养基之间互不干扰设置。

本实施例中，该培养设备，也可在培养后，经由升降架43进行上移动作以及翻转动作中，使得小桶42内培养基，可在重力作用下，落入至大桶44内，进而方便对均匀后的培养基进行汇总集合处理，该设置，对于传统大规格的培养罐体进行均分，均分后，使得每个小桶42内的培养基能够有充足的氧气供应，以及均匀的温度环境，以避免传统培养中，因罐体内培养条件不足，所导致的培养效果差问题。

实施例2

如图1-4所示，一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，升降架43包括支撑杆431、液压件432、软管433、气动件434和矩形框架435，大桶44和小桶42之间所形成的夹层内设置有支撑杆431，支撑杆431两端分别转动连接至大桶44和小桶42处；支撑杆431下沿固定有矩形框架435，矩形框架435内套有软管433，软管433两端分别贯穿插入至大桶44和小桶42内；矩形框架435处一体成型有外伸板，外伸板处设置有气动件434，气动件434一端嵌入外伸板内，气动件434另一端转动连接至小桶42处；支撑杆431上方设置有液压件432，液压件432一端转动连接至支撑杆431处，液压件432另一端转动连接至大桶44处；其中支撑杆431在位于小桶42处的转动连接位置靠近小桶42处顶沿，支撑杆431在位于大桶44处的转动连接位置靠近大桶44处底沿，气动件434在位于小桶42处的转动位置低于支撑杆431的转动点位，软管433的插入位置高于小桶42高度的中位数值，软管433的另一插入位置与大桶44的桶底相持平；气动件434一端为球头，外伸板处贯穿设置有球槽，球头嵌入球槽内。

本实施例中，升降架43的主要功能是通过上下移动，使得小桶42相对于大桶44进行上下移动，该功能在实现中，基于液压件432和气动件434这两个驱动单元来执行，执行期间，当液压件432和气动件434均进行收缩动作时，小桶42相对于大桶44进行向上移动，且在液压件432和气动件434均进行扩展动作时，使得小桶42相对于大桶44进行向下移动。

本实施例中，小桶42相对于大桶44处于高位状态下，经由气动件434进行扩展动作中，使得小桶42相对于支撑杆431进行翻转，翻转中，小桶42内物料即可顺延重力作用下，自软管433处，落入大桶44内。

实施例3

如图1-7所示，一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，搅拌组件41包括搅拌件411、套环412、环形齿413和增流件414，搅拌件411垂向穿插至小桶42处桶盖圆心，小桶42上方设置有环形齿413，环形齿413套接固定有套环412，套环412内以环形分布状等分插入有若干增流件414，增流件414相对于套环412为外伸状；增流件414一端插接固定至搅拌件411处，增流件414另一端贯穿环形齿413，并外伸于环形齿413处齿槽内。

搅拌件411包括圆盒4113，桶盖上方设置有圆盒4113，圆盒4113处外壁以环形分布状等分贯穿有若干管座4111，管座4111内套接增流件414的外伸端；圆盒4113处外伸的管道内套接有插管4114，插管4114垂向穿插桶盖，并伸入至小桶42内；插管4114处柱形壁体贯穿有若干细孔，插管4114底端连接有一字搅拌杆4112，一字搅拌杆4112的最外沿相较于小桶42的桶壁为间隙状。

增流件414包括套管4147，套环412内以环形分布状等分插入有若干套管4147，套管4147的朝内端插接至搅拌件411处，套管4147的朝外端插接至环形齿413内；套管4147内中部位置处设置有阻隔环4146，阻隔环4146处外壁与套管4147内壁为连接状；阻隔环4146内垂向插入有芯杆4141，芯杆4141穿插套管4147，并外伸于环形齿413处齿槽内，芯杆4141的外伸端固定有触头4148；阻隔环4146将套管4147内腔体分隔为内腔和外腔，内腔内设置有限位环4142，限位环4142套接固定至芯杆4141处，限位环4142和阻隔环4146之间设置有弹簧4143，弹簧4143套芯杆4141处；外腔内设置有活塞4145，活塞4145连接至芯杆4141的另一端；活塞4145两侧设置有气孔4144，气孔4144对称设置于套管4147处壁体。

本实施例中，搅拌组件41的主要功能可细分为搅拌、导热和增流，该三个功能的实现过程，需要搅拌组件41相对于套筒3进行啮合连接；啮合连接下，搅拌件411获得动能，且在动能释放中，对处于小桶42内的培养基进行搅拌；而增流件414，则在啮合连接中，经由触头4148与套筒3处齿条进行接触，接触中芯杆4141相对于套管4147进行内缩移动，内缩移动中，活塞4145将套管4147内气流以增压方式，自搅拌件411处注入至小桶42内；且在触头4148与套筒3处齿条为短暂分离状态下，经由弹簧4143施加弹力于限位环4142处，使得芯杆4141相对于套管4147进行外伸动作，外伸动作中，活塞4145通过自套管4147内形成负压，使得小桶42内气体充入套管4147处，自气孔4144处排出；而上述气体注入和气体排出的过程，可在反复动作中，对小桶42内气体进行更新，更新后使得小桶42内培养基有充足的氧气，来用于细菌繁殖。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，包括加热套(5)和控制箱(2)，其特征在于：所述加热套(5)外壁处固定连接有控制箱(2)，所述加热套(5)内设置有套筒(3)，套筒(3)外壁与加热套(5)内壁为相贴状；所述套筒(3)内侧设置有底座(1)，底座(1)的朝外边沿与套筒(3)的内沿呈连接状；

所述底座(1)顶部架设有均分培养装置(4)，均分培养装置(4)包括电机(45)；所述底座(1)内套接有电机(45)，电机(45)上方设置有大桶(44)；所述电机(45)处传动轴与大桶(44)底部呈栓接固定状，所述大桶(44)处柱形外壁以环形分布状等分连接有六个升降架(43)，升降架(43)转动连接至大桶(44)处；所述升降架(43)处朝外端在靠近套筒(3)内壁处连接有小桶(42)，小桶(42)转动连接至升降架(43)处；所述小桶(42)处插接有搅拌组件(41)，搅拌组件(41)与套筒(3)为啮合连接状。

2.根据权利要求1所述的一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，其特征在于：所述大桶(44)底部以环形分布状等分固定有四个万向轮，万向轮滚动接触至底座(1)的顶端端面处。

3.根据权利要求1所述的一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，其特征在于：所述套筒(3)处内壁以环形分布状等分连接有若干齿条，所述小桶(42)底端与大桶(44)底端呈水平状态时搅拌组件(41)与套筒(3)处齿条为啮合连接状，所述搅拌组件(41)的直径大于小桶(42)的桶直径。

4.根据权利要求1所述的一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，其特征在于：所述升降架(43)包括支撑杆(431)、液压件(432)、软管(433)、气动件(434)和矩形框架(435)，所述大桶(44)和小桶(42)之间所形成的夹层内设置有支撑杆(431)，支撑杆(431)两端分别转动连接至大桶(44)和小桶(42)处；所述支撑杆(431)下沿固定有矩形框架(435)，矩形框架(435)内套有软管(433)，软管(433)两端分别贯穿插入至大桶(44)和小桶(42)内；所述矩形框架(435)处一体成型有外伸板，外伸板处设置有气动件(434)，气动件(434)一端嵌入外伸板内，气动件(434)另一端转动连接至小桶(42)处；所述支撑杆(431)上方设置有液压件(432)，液压件(432)一端转动连接至支撑杆(431)处，液压件(432)另一端转动连接至大桶(44)处。

5.根据权利要求5所述的一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，其特征在于：所述支撑杆(431)在位于小桶(42)处的转动连接位置靠近小桶(42)处顶沿，所述支撑杆(431)在位于大桶(44)处的转动连接位置靠近大桶(44)处底沿，所述气动件(434)在位于小桶(42)处的转动位置低于支撑杆(431)的转动点位，所述软管(433)的插入位置高于小桶(42)高度的中位数值，所述软管(433)的另一插入位置与大桶(44)的桶底相持平。

6.根据权利要求5所述的一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，其特征在于：所述气动件(434)一端为球头，所述外伸板处贯穿设置有球槽，所述球头嵌入球槽内。

7.根据权利要求1所述的一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，其特征在于：所述搅拌组件(41)包括搅拌件(411)、套环(412)、环形齿(413)和增流件(414)，所述搅拌件(411)垂向穿插至小桶(42)处桶盖圆心，所述小桶(42)上方设置有环形齿(413)，环形齿(413)套接固定有套环(412)，所述套环(412)内以环形分布状等分插入有若干增流件(414)，增流件(414)相对于套环(412)为外伸状；所述增流件(414)一端插接固定至搅拌件(411)处，所述增流件(414)另一端贯穿环形齿(413)，并外伸于环形齿(413)处齿槽内。

8.根据权利要求7所述的一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，其特征在于：所述搅拌件(411)包括圆盒(4113)，所述桶盖上方设置有圆盒(4113)，圆盒(4113)处外壁以环形分布状等分贯穿有若干管座(4111)，管座(4111)内套接增流件(414)的外伸端；所述圆盒(4113)处外伸的管道内套接有插管(4114)，插管(4114)垂向穿插桶盖，并伸入至小桶(42)内；所述插管(4114)处柱形壁体贯穿有若干细孔，所述插管(4114)底端连接有一字搅拌杆(4112)，一字搅拌杆(4112)的最外沿相较于小桶(42)的桶壁为间隙状。

9.根据权利要求7所述的一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐，其特征在于：所述增流件(414)包括套管(4147)，所述套环(412)内以环形分布状等分插入有若干套管(4147)，套管(4147)的朝内端插接至搅拌件(411)处，套管(4147)的朝外端插接至环形齿(413)内；所述套管(4147)内中部位置处设置有阻隔环(4146)，阻隔环(4146)处外壁与套管(4147)内壁为连接状；所述阻隔环(4146)内垂向插入有芯杆(4141)，芯杆(4141)穿插套管(4147)，并外伸于环形齿(413)处齿槽内，芯杆(4141)的外伸端固定有触头(4148)；所述阻隔环(4146)将套管(4147)内腔体分隔为内腔和外腔，所述内腔内设置有限位环(4142)，限位环(4142)套接固定至芯杆(4141)处，限位环(4142)和阻隔环(4146)之间设置有弹簧(4143)，弹簧(4143)套芯杆(4141)处；所述外腔内设置有活塞(4145)，活塞(4145)连接至芯杆(4141)的另一端；所述活塞(4145)两侧设置有气孔(4144)，气孔(4144)对称设置于套管(4147)处壁体。

10.根据权利要求1所述的一种用于生物医药制品生产的自动化培养罐的培养方法，其特征在于：所述用于生物医药制品生产的自动化培养罐的培养方法如下：

1)经由升降架进行上移动作，使得小桶提升至大桶上方，随后通过将含有细菌菌株的培养基倾倒至大桶内，进而在升降架进行下移动作中，将大桶内培养基均分倾倒至小桶中；

2)且在小桶内含有重量相一致的培养基时，通过升降架进行上下动作，使得小桶底端与大桶底端呈持平状，且在持平状态下，通过电机驱动大桶进行转动，使得小桶处配置的搅拌组件可相对于套筒进行啮合连接，啮合连接中，加热套传导至套筒处的热量，经由搅拌组件传递至小桶内培养基中，从而在培养过程中，保持桶内温度呈适宜培养的温度区间内；

3)每个小桶，可根据培养所需，设定不同的培养时间，且在培养时间达到设定值时，通过开启对应的小桶，来将小桶内培养基取出；

4)该培养设备，也可在培养后，经由升降架进行上移动作以及翻转动作中，使得小桶内培养基，可在重力作用下，落入至大桶内，进而方便对均匀后的培养基进行汇总集合处理。

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